Контроль и мониторинг состояния

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

В данном разделе рассматриваются различные аспекты контроля и мониторинга состояния подшипников в процессе эксплуатации с целью предотвращения неисправностей. Здесь также приведены основные положения, касающиеся поиска и устранения неисправностей, со ссылками на более подробные описания.

Контроль в процессе эксплуатации
Благодаря раннему выявлению признаков неисправности подшипники могут быть заменены при проведении процедур планового техобслуживания. Это позволяет избежать дорогостоящих простоев оборудования, вызванных выходом подшипника из строя. При мониторинге состояния оборудования важными параметрами являются уровни шума, температуры и вибрации.

Изношенные или повреждённые подшипники, как правило, могут быть выявлены по определённым признакам (см. «Поиск и устранение неисправностей» ниже). Отказы подшипников могут быть вызваны целым рядом причин. Приведённая в данном разделе информация помогает определить некоторые из них.

Из практических соображений не все машины или их функции могут быть включены в программу мониторинга состояния с использованием современных систем. В таких случаях неисправности могут быть выявлены по внешним признакам или по шуму оборудования. Тем не менее, если ухудшение состояния можно определить с помощью наблюдения, неисправность уже может быть очень серьёзной. Использование специальных технологий мониторинга, таких как комплексный анализ вибраций, позволяет выявлять неисправность до того, как она приведёт к возникновению проблем (диаграмма 1). С помощью инструментов для мониторинга состояния и технологии огибающей виброускорения SKF можно существенно увеличить время заблаговременного предупреждения неисправностей.

На рис. 1 приведён пример того, как может развиваться неисправность, а на диаграмме 1 это представлено в теоретическом аспекте. Развитие неисправности может происходить в следующей последовательности:
  1. У подшипника появляются признаки абразивного изнашивания.
  2. Обнаружение начальной стадии выкрашивания с помощью технологии огибающей виброускорения SKF.
  3. Развитие выкрашивания — повреждение можно обнаружить с помощью стандартных методов мониторинга вибрации.
  4. Высокая интенсивность выкрашивания приводит к увеличению уровня вибрации и шума, а также повышению рабочей температуры.
  5. Возникновение серьёзного повреждения — усталостные трещины на внутреннем кольце подшипника.
  6. Критический отказ со вторичными повреждениями других компонентов.

Мониторинг уровня шума и вибрации

Стандартным методом выявления ухудшения рабочих характеристик или неисправности подшипника является определение уровня шума. Работа подшипников в хорошем состоянии сопровождается ровным, приглушённым шумом. Скрежет, скрипение или другие необычные шумы обычно указывают на неудовлетворительное состояние подшипников или наличие неисправности. Однако возможности контроля шума ограничены. SKF рекомендует использовать мониторинг вибрации. Это более надёжный способ, обеспечивающий эффективный мониторинг состояния подшипников и узлов вращения.

Мониторинг вибрации основывается на трёх фундаментальных положениях:
  • Любое оборудование во время работы создаёт вибрацию.
  • Возникновение механической неисправности обычно сопровождается увеличением уровня вибрации.
  • Характер неисправности можно определить с помощью анализа вибрационных характеристик.

Мониторинг температуры

Мониторинг рабочей температуры подшипниковых узлов является важной процедурой. Если условия эксплуатации стабильны, резкое увеличение температуры зачастую указывает на развитие неисправности и приближающийся отказ подшипника. При этом необходимо иметь в виду, что в течение 1–2 дней после первичного запуска оборудования и после каждого повторного смазывания пластичной смазкой может иметь место естественное повышение температуры подшипникового узла.

Мониторинг условий смазывания

Эксплуатационные качества подшипников могут быть реализованы в полной мере только при обеспечении надлежащего смазывания. Это обуславливает необходимость тщательного мониторинга условий смазывания подшипников. Также необходимо регулярно проверять состояние смазочного материала, по возможности посредством отбора проб с последующим анализом.

SKF рекомендует придерживаться следующих общих правил в отношении контроля состояния смазочных материалов и условий смазывания:
  • Проверяйте зоны вокруг подшипниковых узлов на возможное наличие утечек смазочного материала.
  • Для максимальной защиты лабиринтные уплотнения и защитные кольца должны быть постоянно заполнены пластичной смазкой.
  • Регулярно проверяйте работу автоматических систем смазывания. При этом следует убедиться, что они подают в подшипники требуемые объёмы смазочного материала.
  • Регулярно проверяйте уровень смазочного материала в маслосборнике и резервуарах и при необходимости пополняйте его.
  • Если используется ручное смазывание пластичной смазкой, придерживайтесь расчётных интервалов смазывания.
  • При смазывании маслом соблюдайте интервалы замены масла.
  • Используйте только рекомендованные смазочные материалы.
Контроль во время остановки оборудования
Во время остановки оборудования появляется возможность проверки состояния подшипников, корпусов, смазочного материала, уплотнений и их сопряжённых поверхностей. Зачастую общую проверку можно провести, сняв крышку корпуса. При наличии признаков повреждения подшипника его необходимо демонтировать и тщательно проверить.

Во время остановки оборудования можно провести выверку соосности валов и ремённых передач, а также проверить состояние фундамента и наружных компонентов.

Любые недостатки конструкции, например, отсутствие какой-либо пластины или ухудшение состояния фундамента, могут отрицательно сказаться на рабочих характеристиках оборудования. Чем раньше выявлена проблема, тем раньше могут быть предприняты меры по её устранению. Замена подшипников и сопряжённых деталей во время планового простоя является значительно менее затратной, чем во время внепланового простоя оборудования вследствие неисправности.

Контроль подшипников

Часто подшипники устанавливаются в труднодоступных местах. Однако если подшипник виден частично или полностью, можно провести его визуальный осмотр. Выполнять проверку подшипников лучше всего при проведении планового техобслуживания.

При проверке смонтированного подшипника SKF рекомендует придерживаться следующих общих правил:
  • Подготовка
    • Очистите наружные поверхности оборудования.
    • Снимите крышку корпуса для получения доступа к подшипнику.
    • Возьмите пробы смазочного материала для анализа. При смазывании маслом пробы следует отбирать из маслосборника/резервуара. Для открытых подшипников, смазываемых пластичной смазкой, возьмите пробы в разных частях подшипника и рядом с ним. Выполните проверку состояния смазочного материала. Загрязнения часто можно выявить, если нанести тонкий слой смазочного материала на лист бумаги, и исследовать его на просвет.
    • Очистите наружные поверхности подшипника безворсовой тканью.

  • Осмотр
    • Осмотрите наружные поверхности подшипника на предмет следов коррозии. Осмотрите кольца подшипника на предмет повреждений и признаков износа.
    • В случае уплотнённых подшипников убедитесь в отсутствии повреждений или износа уплотнений.
    • При возможности, очень медленно проверните вал, чтобы проверить неравномерность сопротивления подшипника вращению. Исправный подшипник вращается плавно.

  • Тщательный осмотр подшипников, смазываемых пластичной смазкой
    Открытые подшипники, смазываемые пластичной смазкой и установленные в разъёмных стационарных корпусах, могут быть подвергнуты более тщательному осмотру на месте монтажа:
    • Удалите всю пластичную смазку вокруг подшипника.
    • Удалите максимально возможное количество пластичной смазки из подшипника с помощью неметаллического скребка.
    • Очистите подшипник с помощью растворителя на основе бензина, распылив его внутри подшипника. Во время очистки очень медленно вращайте вал, продолжая распылять растворитель пока грязь и пластичная смазка не будут удалены. Для очистки крупногабаритных подшипников с отложениями сильно окисленного смазочного материала следует использовать концентрированные щелочные растворы, содержащие до 10 % каустической соды с добавлением 1 % смачивающего агента.
    • Насухо протрите подшипник и сопряжённые детали чистой безворсовой тканью или просушите их струёй чистого сухого сжатого воздуха (не допускайте вращения подшипника в процессе сушки).
    • Осмотрите дорожки качения, сепаратор(ы) и тела качения на предмет сколов, рисок, царапин, полос, цветов побежалости или зеркальных зон. При возможности, измерьте радиальный внутренний зазор подшипника (для выявления износа) и убедитесь, что он находится в допустимых пределах.
    • Если состояние подшипника удовлетворительное, нанесите на него и в корпус соответствующую пластичную смазку, после чего немедленно закройте корпус. При обнаружении повреждений подшипника демонтируйте его и защитите от коррозии. Затем проведите полный анализ.

  • Общие рекомендации
    • На протяжении всего процесса осмотра выполняйте фотоснимки для регистрации состояния подшипника, смазочного материала и оборудования в целом.
    • Проверьте состояние пластичной смазки из разных частей подшипника и сравните со свежей смазкой (рис. 2). Сохраните репрезентативный образец пластичной смазки для последующего анализа.
    • Некоторые типы средне- и крупногабаритных подшипников подлежат восстановлению. Для получения дополнительной информации см. «Справочник по техническому обслуживанию подшипников SKF» и публикацию «Услуги SKF по восстановлению».

Контроль сопряжённых поверхностей уплотнений

Для обеспечения эффективной работы кромка уплотнения должна контактировать с гладкой сопряжённой поверхностью. Если сопряжённая поверхность изношена или повреждена, кромка уплотнения будет работать неправильно.

При осмотре сопряжённой поверхности уплотнения также необходимо убедиться в отсутствии коррозии, следов износа на валу, царапин, вмятин, износа кромки и т. д. При наличии незначительных следов коррозии удалите их с помощью увлажнённой или сухой мелкозернистой наждачной бумаги, после чего следует тщательно удалить все загрязнения. Валы с изношенными или повреждёнными уплотняемыми поверхностями можно восстановить с помощью втулок SKF Speedi-Sleeve.

ВНИМАНИЕ

Избегайте попадания растворителей и щелочных растворов на кожу, их случайного проглатывания, а также вдыхания их паров. Это может вызвать ожоги кожи и глаз, а также поражение дыхательных путей или желудочно-кишечного тракта. При необходимости обратитесь за медицинской помощью.
Поиск и устранение неисправностей
Нарушения в работе подшипников, как правило, могут быть обнаружены по определённым признакам. Лучшим способом выявления таких признаков и принятия соответствующих корректирующих мер на ранних стадиях развития повреждений является разработка программы мониторинга состояния оборудования в масштабах предприятия.

При отсутствии или нецелесообразности использования оборудования для мониторинга состояния можно обратиться к разделу «Поиск и устранение неисправностей» в «Справочнике SKF по техническому обслуживанию подшипников», где приводятся рекомендации по определению наиболее часто встречающихся неисправностей, описание их причин и, при возможности, практические способы их устранения. В зависимости от характера и масштаба повреждений некоторые признаки могут быть ложными и зачастую являются следствием вторичных повреждений. Для эффективного решения проблемы выхода подшипников из строя необходимо правильно анализировать признаки первоначальных повреждений. Более подробно эти вопросы рассматриваются в публикации «Анализ повреждений и неисправностей подшипников».

SKF logo